三偏心蝶阀密封结构和其几何参数的分析与选定

图1 三偏心蝶阀

3 干涉分析
无论参数如何选取，在阀门全关状态下蝶板与阀体的密封副都是完全贴合的。开启阀门如果不发生干涉，则过关阀门密封副必将全面干涉（图2a）。开启阀门如果有干涉产生，则过关阀门密封副将部分干涉、部分脱离（图2b）。此时的参数选择不可用。

（a）过关阀门密封副全面干涉
（b）过关阀门密封副部分干涉
图2 阀门密封副工作状态

只有当发生图2a中的情况时，选择的参数才是可用的，然而一台阀门会有无数的参数组合能够满足图2a中的情况。只有选择出*优的参数组合才能保证阀门的密封性能，降低阀门的制造难度。
4 数据分析
以DN300超低温蝶阀为例，分析各个参数选择的方法。DN300超低温蝶阀是设计应用于空分行业，需在-196℃深冷工况下长期工作。此设计中d为290mm，e为35mm，b为8mm、c为20mm。通过Solidworks软件可以确定a、α和β的取值范围（表1）。

表1 参数a、α、β取值范围

在参数a、α、β的取值范围内，单一变换某一参数过关阀门0.3°，计算密封副的干涉量。以变换参数为横坐标，干涉量为纵坐标绘制出参数与干涉量变化趋势图（图3）。

（a）径向偏心 （b）偏心角 （c）锥顶角
图3 参数与干涉量关系

从径向偏心、偏心角、锥顶角与干涉量的关系可以看出，在不干涉的参数取值范围内，径向偏心、偏心角和锥顶角与干涉量呈正线性关系。
5 结语
三偏心蝶阀的各个参数对阀门密封和干涉的影响是相互关联的。同一设计要求下会有无数个参数组合能够满足设计要求。但要综合考虑阀门的开、关扭矩，反向承压能力，制造难度等各方面因素。通过Solidworks干涉计算可以了解各个参数变化对阀门性能变化的影响趋势，从而选择出*佳参数组合。